6. Цикл Карно
Цикл Карно
– круговой тепловой процесс, в результате которого некоторое количество тепла термодинамически обратимым способом переносится от горячего тела к холодному. Процесс должен совершаться таким образом, чтобы тела, между которыми происходит непосредственный обмен энергией, находились при постоянной температуре, т. е. и горячее и холодное тела считаются настолько большими тепловыми резервуарами, что температура первого при отнятии и температура второго при прибавлении рассматриваемого количества тепла ощутимо не изменяются. Для этого необходимо «рабочее тело». Рабочим телом в этом цикле является 1 моль идеального газа. Все процессы, составляющие цикл Карно, являются обратимыми. Рассмотрим их. На рисунке 9 показано:
АВ – изотермическое расширение газа от V1 до V2 при температуре T 1, количество теплоты Q1 поглощается;
ВС – адиабатическое расширение от V2 до V3 , температура снижается от Т 1 до Т2;
CD – сжатие изотермическое от V3 до V4 осуществляется при температуре Т2, количество теплоты Q отдается;
DA – сжатие адиабатическое от V4 до V 1, температура увеличивается от Т2 до T 1. 
Puc. 9
Проанализируем его подробно. Для процесса необходимо «рабочее тело», которое сначала при более высокой температуре Т1 приводится в соприкосновение с горячим телом и изотермически получает от него указанное количество тепла. Затем оно адиабатически охлаждается до температуры Т2, отдавая при этой температуре тепло холодному телу с температурой Т2, а затем адиабатически возвращается в начальное состояние. В цикле Карно ΔU = 0. При проведении цикла «рабочее тело» получило количество теплоты Q1 – Q2 и произвело работу А, равную площади цикла. Итак, в соответствии с первым законом термодинамики Q1 – Q2 = А, получаем: 
Для адиабатических процессов можно записать: 
Поделим первое уравнение на второе. В результате имеем: 
Получаем уравнение для работы: 
Теперь получим КПД: 
Итак, КПД цикла Карно зависит от температуры теплоотдатчика и теплоприемника. Эта величина имеет тем большее значение, чем выше T 1 и ниже T 2. Цикл Карно необходим при разрешении вопроса о КПД тепловых машин.
Смотрите также
Седьмая группа периодической системы
Из
членов данной группы водород был рассмотрен ранее. Непосредственно следующие за
ним элементы — F, Сl, Br и I — носят общее название г а л о г е н о в. К ним же
следует отнес ...
Адсорбция полимеров на границе раздела твердое тело - водный раствор
Одним из важнейших разделов физической химии полимеров
и коллоидной .химии в настоящее время является физико-химия поверхностных явлений
в полимерах [1,2]. Это связано с тем, что создание н ...
Результаты ТД расчета и экспериментального исследования
системы Аl - АГСВ - каталитические
добавки
В данной главе
представлены данные термодинамического расчета характеристик базовых систем и
экспериментальные характеристики зажигания и горения исследуемых систем. ...